Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả có hoạt tính kháng vi sinh vật và thử nghiệm sử dụng trong tẩy rửa bề mặt tại 3 bệnh viện tỉnh quảng nam
- 110 trang
- file .pdf
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGUYỄN THỊ NHƢ THẢO
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ CÓ
HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT VÀ THỬ NGHIỆM
SỬ DỤNG TRONG TẨY RỬA BỀ MẶT TẠI 03 BỆNH VIỆN
TỈNH QUẢNG NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHÁNH HÒA - 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGUYỄN THỊ NHƢ THẢO
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ CÓ
HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT VÀ THỬ NGHIỆM
SỬ DỤNG TRONG TẨY RỬA BỀ MẶT TẠI 03 BỆNH VIỆN
TỈNH QUẢNG NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60420201
Mã số học viên: 58CH302
Quyết định giao đề tài: 321/QĐ-ĐHNT ngày 27.3.2018
Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS. TS. VŨ NGỌC BỘI
TS. ĐẶNG XUÂN CƢỜNG
Chủ tịch Hội đồng:
Phòng Đào tạo Sau Đại học:
KHÁNH HÒA - 2020
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi đƣợc hoàn thành dƣới sự
tài trợ của đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp keo nano bạc từ dung
dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nƣớc lá sả làm chất kháng khuẩn tại các cơ
sở y tế ở Quảng Nam” do ThS. Lương Thị Tú Uyên - Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ
thuật Quảng Nam làm chủ nhiệm đề tài và đã đƣợc chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng
trong luận văn. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng
đƣợc công bố trong các công trình khác.
Khánh Hòa, ngày … tháng … năm …
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Nhƣ Thảo
iii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận văn này,
Trƣớc hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Viện Công
nghệ Sinh học & Môi trƣờng và Khoa Sau đại học sự kính trọng, niềm tự hào đƣợc
học tập và nghiên cứu tại trƣờng trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin đƣợc giành cho thầy PGS. TS. Vũ Ngọc Bội -
Trƣởng khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Đặng Xuân Cƣờng - Viện Nghiên cứu và
Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn ThS. Lƣơng Thị Tú Uyên - Trƣờng Cao đẳng Kinh tế Kỹ
thuật Quảng Nam, Chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp keo
nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá sả làm chất kháng
khuẩn tại các cơ sở y tế ở Quảng Nam” đã tài trợ kinh phí, tận tình cùng với thầy
hƣớng dẫn giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Nƣớc giải khát
Sanest Khánh Hòa đã tạo điều kiện và cho phép tôi đƣợc đi học để nâng cao trình độ.
Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học & Môi trƣờng và
các cán bộ - phòng Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và Ứng
dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời
gian qua.
Đặc biệt, xin đƣợc ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp
luôn luôn tạo điều kiện, chia sẻ và kịp thời động viên tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Khánh Hoà, ngày … tháng … năm …
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Nhƣ Thảo
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................ix
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................x
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................xi
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ...........................................................................................xiv
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ ...............................................3
1.1.1. Giới thiệu về nano bạc và đặc tính kháng khuẩn của bạc .....................................3
1.1.2. Tổng quan về tinh dầu sả .......................................................................................9
1.2. CÁC CHỦNG VI SINH VẬT GÂY BỆNH TRÊN BỀ MẶT BỆNH VIỆN ........13
1.2.1. Escherichia coli ...................................................................................................13
1.2.2. Salmonella ...........................................................................................................14
1.2.3. Candida albican ..................................................................................................14
1.2.4. Staphylococcus aureus ........................................................................................ 14
1.2.5. Aspergillus niger .................................................................................................15
1.2.6. Vấn đề phòng trị bệnh vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt tại bệnh viện ...............15
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NANO BẠC .................................................16
1.3.1. Phƣơng pháp ăn mòn laze ...................................................................................16
1.3.2. Phƣơng pháp hoá học .......................................................................................... 16
1.3.3. Phƣơng pháp vật lý .............................................................................................. 17
1.3.4. Phƣơng pháp hoá lý ............................................................................................. 18
1.3.5. Phƣơng pháp sinh học ......................................................................................... 18
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA NANO BẠC ...................19
v
1.4.1. Phƣơng pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis) ......................................19
1.4.2. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .........................................20
1.4.3. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) ....................................................20
1.4.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD -X-Ray Difraction)......................................21
1.4.5. Phƣơng pháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X .......................................................... 21
1.5. PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH LƢỢNG VI SINH VẬT .................................................22
1.5.1. Phƣơng pháp định lƣợng E. coli ..........................................................................22
1.5.2. Phƣơng pháp định lƣợng Staphylococcus aureus ...............................................23
1.5.3. Phƣơng pháp định lƣợng Salmonella ..................................................................25
1.5.4. Phƣơng pháp định lƣợng nấm men và nấm mốc .................................................27
1.6. CƠ CHẾ KHỬ ION BẠC THÀNH NANO BẠC BẰNG DỊCH CHIẾT LÁ SẢ .28
1.7. THỰC TRẠNG NHIỄM KHUẨN BỆNH VIỆN ..................................................28
1.8. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG
DỊCH NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ......................29
1.8.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................................29
1.8.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc ........................................................................31
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 35
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................................................35
2.1.1. Dung dịch AgNO3 ............................................................................................... 35
2.1.2. Dung dịch tinh dầu sả .......................................................................................... 35
2.1.3. Chất hỗ trợ PVA, PVP, Chitosan ........................................................................35
2.1.4. Các thiết bị chủ yếu sử dụng trong luận văn .......................................................36
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................36
2.2.1. Cách tiếp cận các nội dung nghiên cứu ............................................................... 36
2.2.2. Các phƣơng pháp phân tích vi sinh vật ............................................................... 38
2.2.2.1. Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả........ 38
2.2.2.2. Phƣơng pháp lấy mẫu vi sinh vật từ bề mặt của bệnh viện .............................. 38
2.2.2.3. Các phƣơng pháp định lƣợng vi sinh vật.......................................................... 39
vi
2.2.3. Phƣơng pháp chế tạo và đánh giá đặc tính hóa lý của dung dịch nano bạc sả ....39
2.2.3.1. Phƣơng pháp chế tạo dung dịch nano bạc sả ....................................................39
2.2.3.2. Phƣơng pháp đánh giá một số tính chất hóa lý của dung dịch nano bạc sả .....40
2.2.3.3. Xác định điện thế zeta ......................................................................................40
2.3. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................. 41
2.3.1. Xác định các thông số cho quá trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ..................41
2.3.2. Xác định độ ổn định của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản khi có
chất bảo vệ .....................................................................................................................41
2.3.3. Xác định khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả đối với 5 loại vi
sinh vật thƣờng gặp trên bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh
viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Nam. ..................................42
2.3.4. Thử nghiệm sử dụng dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - dịch chiết sả
chanh) trong làm sạch bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện
Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa của tỉnh Quảng Nam. ...................................42
2.4. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................................44
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................45
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ .................................45
3.1.1. Xác định nồng độ PVA (Polyvinylalcohol 500) trong dung dịch nano bạc sả ...45
3.1.2. Xác định nồng độ PVP (Polyvinylpyrrolidone) trong dung dịch nano bạc sả ....46
3.1.3. Xác định nồng độ chitosan trong dung dịch nano bạc sả ....................................48
3.1.4. Ảnh hƣởng của PVA, PVP và chitosan đến sự hình thành dung dịch keo nano
bạc sả ............................................................................................................................. 50
3.1.5. Ảnh hƣởng của thời gian khuấy đến sự hình thành dung dịch nano bạc sả ........51
3.1.6. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến độ bền của dung dịch keo nano bạc sả ......53
3.2. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ VÀ ĐÁNH
GIÁ THẾ ZETA CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ THEO THỜI GIAN BẢO
QUẢN ............................................................................................................................ 56
3.2.1. Đề xuất quy trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ................................................56
vii
3.2.2. Sự thay đổi của thế zeta của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản .....57
3.3. ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ .........58
3.4. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC
SẢ ..................................................................................................................................61
3.5. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ TRONG LÀM SẠCH
BỀ MẶT PHÒNG ĐIỀU TRỊ BỆNH TẠI BỆNH VIỆN NHIỆT ĐỚI, BỆNH VIỆN Y
HỌC CỔ TRUYỀN VÀ BỆNH VIỆN ĐA KHOA TỈNH QUẢNG NAM .....................63
3.5.1. Bệnh viện Nhiệt đới ............................................................................................. 63
3.5.2. Bệnh viện Y học Cổ truyền .................................................................................66
3.5.3. Bệnh viện Đa Khoa ............................................................................................. 69
3.6. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KHỬ TRÙNG BỀ MẶT BỆNH VIỆN CỦA DUNG
DỊCH NANO BẠC SẢ QUA 04 LẦN THỬ NGHIỆM ...............................................72
3.6.1. Bệnh viện Nhiệt đới ............................................................................................. 72
3.6.2. Bệnh viện Y học cổ truyền ..................................................................................75
3.6.3. Bệnh viện Đa khoa .............................................................................................. 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................83
1. KẾT LUẬN ...............................................................................................................83
2. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 85
PHỤ LỤC
viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
EDX : Energy-dispersive X-ray spectroscopy (Phƣơng pháp phổ tán xạ năng
lƣợng tia X)
SEM : Scanning Electron Microcope (Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét)
TEM : Transmission Electron Microscope (Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử
truyền qua)
XRD : XRD -X-Ray Difraction (Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X)
Uv-Vis : Ultraviolet-Visible (Phƣơng pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến)
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
PVA : Polyvinylalcohol 500
PVP : Polyvinylpyrrolidone
MMPs : Hệ men matrix metalloproteinase
NKBV : Nhiễm khuẩn bệnh viện
TSB : Trypto-casein soy broth
MHA : Mueller Hinton Agar
A. niger : Aspergillus niger
S. aureus : Staphylococcus aureus
Candida : Candida albican
E. coli : Escherichia coli
CTS : Chitosan
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tinh dầu sả C. citratus và sả C. nadus ...................10
Bảng 2.1. Điện thế zeta và tính chất ổn định của chất keo ............................................40
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVA
với nồng độ khác nhau ...................................................................................................45
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVP
với nồng độ khác nhau ...................................................................................................47
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung
chitosan với nồng độ khác nhau ....................................................................................48
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVA
với thời gian khuấy khác nhau.......................................................................................51
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của các loại dung dịch keo nano bạc bổ
sung các chất tạo keo khác nhau theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng.................53
Bảng 3.6. Biến đổi thế zeta của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản ..........57
Bảng 3.7. Đƣờng kính vòng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả ở các nồng
độ khác nhau ..................................................................................................................61
x
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tác động của ion bạc lên vi khuẩn ..................................................................6
Hình 1.2. Ion bạc vô hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn .............................. 6
Hình 1.3. Ion bạc liên kết với các base của DNA (Atiyeh BS et al., 2007) ....................7
Hình 2.1. Sơ đồ dự kiến cách thức tiếp cận nội dung nghiên cứu chế tạo dung dịch
nano bạc sả.....................................................................................................................37
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Nhiệt đới ...............................................43
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Y học Cổ truyền....................................43
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Đa khoa .................................................43
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ PVA đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................45
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ PVP đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................47
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chitosan đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................49
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của các chất bảo vệ đến độ hấp thụ quang của ........................... 50
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................50
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của thời gian khuấy đến sự thay đổi mật độ quang của hỗn hợp
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................52
Hình 3.6. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc không bổ sung
chất tạo keo (SNP) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng ......................................53
Hình 3.7. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc bổ sung PVP
(SNP-PVP) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng..................................................54
Hình 3.8. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc bổ sung PVA
(SNP-PVA) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng .................................................54
Hình 3.9. Sự thay đổi độ hấp thụ quang tƣơng đối của dung dịch keo nano bạc bổ sung
CTS (SNP-CTS) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng .........................................55
Hình 3.10. Sơ đồ quy trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ...........................................57
xi
Hình 3.11. Độ hấp thụ quang học của dung dịch đối chứng, AgNO3 và SNP .............58
Hình 3.12. Ảnh SEM hạt SNP .......................................................................................59
Hình 3.13. Ảnh TEM hạt SNP.......................................................................................59
Hình 3.14. Ảnh EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện ......................................59
Hình 3.15. Phổ XRD của SNP.......................................................................................60
Hình 3.16. Một số hình ảnh về hoạt tính kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả ở
các nồng độ khác nhau ..................................................................................................61
Hình 3.17. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 5 Bệnh viện Nhiệt đới của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................64
Hình 3.18. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 6 Bệnh viện Nhiệt đới của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................65
Hình 3.19. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt phòng Hồi sức Bệnh viện Nhiệt đới
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 66
Hình 3.20. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 9 Bệnh viện Y học Cổ truyền
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 67
Hình 3.21. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 10 Bệnh viện Y học Cổ truyền
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 68
Hình 3.22. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng Khoa Nội Bệnh viện Y học Cổ
truyền của dung dịch nano bạc sả ..................................................................................69
Hình 3.23. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 1 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................70
Hình 3.24. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 2 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................71
Hình 3.25. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 3 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................71
Hình 3.26. Thử nghiệm 1 Hình 3.27. Thử nghiệm 2............................. 73
Hình 3.28. Thử nghiệm 3 Hình 3.29. Thử nghiệm 4............................. 73
Hình 3.30. Thử nghiệm 1 Hình 3.31. Thử nghiệm 2 ............................. 74
Hình 3.32. Thử nghiệm 3 Hình 3.33. Thử nghiệm 4 ............................ 74
xii
Hình 3.34. Thử nghiệm 1 Hình 3.35. Thử nghiệm 2 ............................ 75
Hình 3.36. Thử nghiệm 3 Hình 3.37. Thử nghiệm 4 ............................ 75
Hình 3.38. Thử nghiệm 1 Hình 3.39. Thử nghiệm 2 ............................. 76
Hình 3.40. Thử nghiệm 3 Hình 3.41. Thử nghiệm 4 ............................. 76
Hình 3.42. Thử nghiệm 1 Hình 3.43.Thử nghiệm 2 .............................. 77
Hình 3.44. Thử nghiệm 3 Hình 3.45. Thử nghiệm 4 ............................. 77
Hình 3.46. Thử nghiệm 1 Hình 3.47. Thử nghiệm 2 ............................. 78
Hình 3.48. Thử nghiệm 3 Hình 3.49. Thử nghiệm 4 ............................. 78
Hình 3.50. Thử nghiệm 1 Hình 3.51. Thử nghiệm 2 ............................. 79
Hình 3.52. Thử nghiệm 3 Hình 3.53. Thử nghiệm 4 ............................. 79
Hình 3.54. Thử nghiệm 1 Hình 3.55. Thử nghiệm 2 ............................. 80
Hình 3.56. Thử nghiệm 3 Hình 3.57. Thử nghiệm 4 ............................. 80
Hình 3.58. Thử nghiệm 1 Hình 3.59. Thử nghiệm 2 ............................. 81
Hình 3.60. Thử nghiệm 3 Hình 3.61. Thử nghiệm 4 ............................. 81
xiii
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1. Tên đề tài
“Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả có hoạt tính kháng vi sinh vật và thử
nghiệm sử dụng trong tẩy rửa bề mặt tại 03 bệnh viện tỉnh Quảng Nam”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Chế tạo đƣợc dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - tinh dầu sả chanh) có
hoạt tính kháng vi sinh vật để thử nghiệm ứng dụng trong tẩy rửa bề mặt phòng điều
trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa
của tỉnh Quảng Nam.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật theo phƣơng pháp khuếch tán đĩa thạch.
- Đánh giá đặc tính hóa lý của dung dịch nano bạc sả
+ Xác định bƣớc sóng hấp thụ và độ ổn định của bạc trong dung dịch nano bạc sả
kháng vi sinh vật bằng phƣơng pháp quang phổ Uv-Vis, đo trên máy Uv-Vis,
Shimadzu, Nhật Bản.
+ Xác định hàm lƣợng Ag trong dung dịch nano bạc bằng phƣơng pháp phổ tán
sắc năng lƣợng tia X (EDX).
+ Xác định hình dạng, kích thƣớc và sự phân bố của hạt nano bạc bằng phƣơng
pháp SEM, TEM trên máy JEOL-JEM 1010, Japan.
+ Xác định các đặc trƣng cấu trúc của hạt nano bạc bằng phƣơng pháp nhiễu xạ
tia X (XRD).
+ Xác định độ bền dung dịch nano bạc sả bằng phƣơng pháp đo điện thế zeta.
- Định lƣợng vi sinh vật bằng các TCVN và phƣơng pháp công bố trên thế giới.
4. Kết quả nghiên cứu
Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy chúng tôi đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu
thể hiện trong các kết quả nghiên cứu đạt đƣợc nhƣ sau:
1) Đã nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - tinh dầu
sả chanh) có nồng độ nano bạc 170 ppm và thu được một số thông số thích hợp cho
quá trình chế tạo dung dịch nano bạc sả như sau: Phối trộn dịch chiết lá sả chanh với
xiv
dung dịch AgNO3 1mM (AgNO3 99,9%) theo tỉ lệ 1:4; Chất bảo vệ thích hợp là PVA
(Polyvinylalcohol 500) và nồng độ PVA tối ưu cho quá trình tạo dung dịch keo nano
bạc sả là 0,3%; Sử dụng NaOH 0,1N điều chỉnh pH của dung dịch về pH = 7 và khuấy
có gia nhiệt hỗn hợp ở 400C trong 3 giờ với tốc độ khuấy 1000 vòng/phút. Thời gian ủ
dung dịch ở 400C là 24 giờ thu được dung dịch nano bạc sả.
2) Đã tiến hành khảo sát một số tính chất, hình thái, cấu trúc và độ ổn định của
dung dịch nano bạc sả đã chế tạo và nhận thấy hạt keo nano bạc sả có hình dạng hạt
đa dạng hình thái từ cầu tới thoi, có kích thước dao động từ 22,5-34,7 nm, hạt keo
nano bạc là một phức đa dạng nguyên tố, bao gồm Ag, Na, Mg, Al, Si, Cu, P, S, C và
dung dịch nano bạc sả đã chế tạo có độ ổn định cao, sau 150 ngày bảo quản dung
dịch vẫn không có hiện tượng keo tụ.
3) Đã tiến hành đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả
đối với 5 loại vi sinh vật (S. aureus, E. coli, C. albican, A. niger, Samonella) thường
gặp trên bề mặt phòng điều trị tại bệnh viện và nhận thấy dung dịch nano bạc sả đã
chế tạo có khả năng kháng 5 loại vi sinh vật kể trên, với mức độ như sau: đường kính
vòng kháng khuẩn trung bình của E. coli là 33,56 mm, S. aureus là 35,89 mm, Salmonella
là 45,78 mm, Candida là 43,33 mm và A. niger là 23,78 mm.
4) Đã tiến hành thử nghiệm phun dung dịch nano bạc sả để khử trùng trên bề
mặt các phòng điều trị bệnh tại các Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền,
Bệnh viện Đa khoa của tỉnh Quảng Nam và nhận thấy dung dịch nano bạc sả có hiệu
quả ức chế sự phát triển của 5 chủng vi sinh vật thường hiện diện trên bề mặt phòng
điều trị bệnh tại các Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền, Bệnh viện Đa
khoa của tỉnh Quảng Nam với mức độ làm giảm số lượng vi sinh vật sau 15 phút phun
khử trùng so với ban đầu khi chưa được xử lý như sau: E. coli giảm 50-100%; S.
aureus giảm 44-100%; Samonella giảm 43-100%; C. albican giảm 51-70%; A. niger
giảm 51-67%.
5. Kiến nghị
Qua quá trình nghiên cứu cho phép đề xuất các ý kiến nhƣ sau:
- Cần tiếp tục khảo sát thêm các thông số về tốc độ khuấy và nhiệt độ tối ưu cho
quá trình tạo dung dịch nano bạc sả.
xv
- Cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá tính ổn định của dung dịch nano bạc sả trong
thời gian dài hơn thời gian đề tài đã thử nghiệm.
- Cần nghiên cứu lựa chọn thêm các dung dịch phối trộn để làm tăng khả năng
kháng vi sinh vật của dung dịch từ đó giúp tăng hiệu quả sử dụng của dung dịch.
6. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu bổ sung phục vụ cho nghiên cứu
về nano bạc, tinh dầu sả và các nghiên cứu ứng dụng nano bạc sả.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy
trình chế tạo dung dịch nano bạc sả có độ ổn định và hoạt tính kháng vi sinh vật cao
hơn, làm cơ sở cho việc sản xuất thành công dung dịch nano bạc sả sử dụng tẩy rửa bề
mặt thay thế các chất tẩy rửa hoá học.
* Từ khóa: Kháng vi sinh vật, Nano Ag+, tinh dầu sả
xvi
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nano bạc là dung dịch bao gồm các hạt bạc có kích thƣớc nano, khoảng từ 1-100
nanomet. Thông thƣờng kích thƣớc đo đƣợc khoảng 25 nanomet. Các hạt nano bạc có
diện tích mặt rất lớn giúp gia tăng tiếp xúc với vi khuẩn hoặc nấm vì thế dung dịch
nano bạc có hiệu quả diệt khuẩn ngay khi tiếp xúc.
Màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn là một cấu trúc gồm các glycoprotein. Các ion
bạc đƣợc giải phóng ra từ bề mặt các hạt nano bạc có khả năng tƣơng tác với các nhóm
peptidoglican nằm trên màng tế bào vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào
bên trong tế bào vi khuẩn, dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Tế bào động vật đƣợc cấu trúc
bởi hai lớp lipoprotein có khả năng cho điện tử do đó không cho phép các ion bạc xâm
nhập, vì vậy tế bào hầu nhƣ không bị tổn thƣơng khi tiếp xúc với các ion bạc. Do vậy,
nano bạc hoàn toàn không gây hại đến con ngƣời và động vật. Hiện ở Việt Nam có
một số nhà khoa học ở Viện Công nghệ môi trƣờng - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu điều chế dung dịch nano bạc bằng phƣơng pháp
hóa học và điện hóa cũng nhƣ đánh giá nano bạc có khả năng kháng nhiều loại vi
khuẩn Gram (-) và Gram (+). Hiện ở nƣớc ta, nano bạc bắt đầu đƣợc ứng dụng trong
một số lĩnh vực nhƣ khử trùng nƣớc, khử trùng rau quả, … Trên thế giới, có nhiều sản
phẩm nano bạc đã đƣợc các tổ chức nhƣ FDA, EPA của Mỹ, SIAA của Nhật Bản
chính thức cho phép sử dụng để khử trùng trong y tế và đời sống. Hiện cũng có một số
sản phẩm nano bạc đƣợc nhập khẩu và sử dụng ở Việt Nam. Tuy vậy, so với thế giới
việc sử dụng nano bạc trong thực tế ở nƣớc ta còn khá khiêm tốn và hiện chỉ đƣợc sử
dụng trong một số lĩnh vực đời sống nhƣng chƣa đƣợc sử dụng trong y tế. Trong y tế,
hiện tại việc tẩy trùng bệnh viện chủ yếu là sử dụng dung dịch chlorine. Việc tẩy trùng
bằng dung dịch chlorine cũng nẩy sinh những hạn chế nhƣ mùi của dung dịch rất khó
chịu và dƣ lƣợng của chlorine cũng ảnh hƣởng đến sức khỏe. Từ thực tế trên, ngành y
tế đang đặt ra yêu cầu rất lớn về việc nghiên cứu sử dụng nano bạc để thay thế cho
dung dịch chlorine trong tẩy trùng bệnh viện. Để có thể triển khai dung dịch nano bạc
trong trong tẩy trùng bệnh viện cần có nghiên cứu đánh giá cụ thể về liều lƣợng nano
bạc phù hợp cho quá trình tẩy trùng tại bệnh viện. Mặt khác, để làm cho mùi của dung
dich nano bạc hấp dẫn cũng nhƣ tăng khả năng tẩy trùng, xu thế bổ sung một số loại
tinh dầu tự nhiên nhƣ tinh dầu chanh, tinh dầu sả, … vào dung dich nano bạc. Do vậy
cũng cần đánh giá hiệu quả của dung dịch nano bạc phối trộn với tinh dầu tự nhiên
trong tẩy trùng tại bệnh viện.
1
Theo Đỗ Tất Lợi, sả là cây dùng để chiết tinh dầu và các loài sả khác nhau thì
thành phần tinh dầu cũng khác nhau. Cây sả chanh (Cymbopogon flexuosus Stapf.) là
loại sả đƣợc trồng phổ biến ở miền Trung Việt Nam - đây là loại sả cho tinh dầu với
thành phần chủ yếu là xitrala làm cho tinh dầu có mùi chanh rất rõ. Tinh dầu sả chanh
có mùi thơm dịu nhẹ, có tính kích thích vào hệ thống cảm xúc của não bộ, giúp giảm
căng thẳng, bớt lo lắng, tinh chất sả còn đƣợc dùng để hỗ trợ để điều trị chứng mất ngủ
và giúp có giấc ngủ ngon hơn.
Do vậy, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Nam đã cho phép ThS. Lƣơng
Thị Tú Uyên - Trƣờng Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật Quảng Nam phối hợp với Viện
Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn
thiện quy trình tổng hợp keo nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch
chiết nƣớc lá sả làm chất kháng khuẩn tại các cơ sở y tế ở Quảng Nam”. Đƣợc sự tài
trợ từ nguồn kinh phí của đề tài trên và sự đồng ý của Hội đồng đánh giá đề cƣơng
luận văn thạc sĩ - Viện Công nghệ Sinh học và Môi trƣờng - trƣờng Đại học Nha
Trang, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả có hoạt tính
kháng vi sinh vật và thử nghiệm sử dụng trong tẩy rửa bề mặt tại 03 bệnh viện tại
Quảng Nam”.
Mục tiêu của luận văn
Chế tạo đƣợc dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - dung dịch sả chanh)
có hoạt tính kháng vi sinh vật để thử nghiệm ứng dụng trong tẩy rửa bề mặt phòng
điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa
khoa của tỉnh Quảng Nam.
Nội dung của luận văn
1) Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc – dung dịch
sả chanh).
2) Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả đối với 5 loại
vi sinh vật thường gặp trên bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh
viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Nam.
3) Thử nghiệm sử dụng dung dịch nano bạc sả trong làm sạch bề mặt phòng điều
trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa của
tỉnh Quảng Nam.
2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ
1.1.1. Giới thiệu về nano bạc và đặc tính kháng khuẩn của bạc
a. Nano bạc
Nano bạc có một số đặc điểm sau:
Cấu hình electron của bạc: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
Bán kính nguyên tử bạc: 0,288 nm
Bán kính ion bạc: 0,23 nm
Bạc nano là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có những đặc tính sau:
- Tác dụng diệt khuẩn
Bạc là một tác nhân kháng khuẩn phổ rộng, có khả năng chống nấm men, nấm
mốc và vi khuẩn, gồm cả chủng Staphylococcus aureus kháng methicillin và Entercocci
kháng vancomycin (Atiyeh BS và cộng sự, 2007; Chaloupka K và cộng sự, 2010).
Nano bạc thể hiện tác dụng diệt khuẩn trên một lƣợng lớn các loài vi khuẩn,
những loài đƣợc nghiên cứu nhiều nhất là tụ cầu vàng Staphyllococcus aureus,
Escherichia coli, liên cầu tan máu Streptococcus, trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas
aeruginosa và phẩy khuẩn tả Vibrio cholerae. Ngoài ra tác dụng của nano bạc trên
nấm Candida albican và một số chủng virus cũng đã đƣợc nghiên cứu. Mẫu với S.
aureus nồng độ 3.000 khuẩn/đĩa bị diệt hoàn toàn bởi dịch keo bạc silica ở nồng độ 60
mg/l (Guangyin Lei, 2007; Shahverdi và cộng sự, 2007) đã chỉ ra rằng nano bạc đƣờng
kính 5 - 32 nm tăng tác dụng diệt khuẩn của nhiều loại kháng sinh nhƣ penicillin G,
amoxicillin, erythromycin, clindamycin và vancomycin trên Staphylococcus aureus và
Escherichia coli.
Một nghiên cứu khác của Nguyễn Nhƣ Lâm và cộng sự năm 2009 cho thấy
nồng độ diệt khuẩn tối thiểu của nano bạc với P. aeruginosa, S. aureus, E. coli lần lƣợt
là 100 mg/l; 12,5 mg/l; 3,125 mg/l sau 2 giờ tiếp xúc. Nano bạc do viện Công nghệ
môi trƣờng điều chế đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu đánh giá khả năng diệt khuẩn đối
với một số chủng vi khuẩn phân lập từ các bệnh phẩm của bệnh nhân mắc bệnh tả. Số
3
liệu thực nghiệm chỉ ra rằng sau 15 phút tiếp xúc với môi trƣờng chứa nano bạc nồng
độ 1,0 mg/l, tất cả 3 chủng Vibrio cholerae 3184, 3214, 3252 đã bị tiêu diệt. Nồng độ
nano bạc tối tiểu cho phép tiêu diệt 99,99% vi khuẩn đƣợc xác định là 0,25 mg/l với
thời gian tiếp xúc là 60 phút (Trần Thị Ngọc Dung và cộng sự, 2009).
- Tác dụng chống nấm
Nano bạc có tác dụng chống nấm nhanh và hiệu quả trên nhiều loài phổ biến
nhƣ Aspergillus, Candida và Saccharomyces (Wright JB, 1999). Nano bạc kích thƣớc
13,5 ± 2,6 nm còn hiệu quả trong diệt nấm men phân lập từ vú bò bị viêm (Kim JS và
cộng sự, 2007).
- Tác dụng chống viêm
Nhiều nghiên cứu khoa học đã làm sáng tỏ cơ chế chống viêm của nano bạc.
Trong một nghiên cứu sử dụng 1, 2 - dinitrochlorobenzen làm tác nhân gây viêm da ở
lợn. Mô bệnh học cho thấy biểu mô lợn đƣợc dán băng dán tẩm nano bạc và bạc nitrat
gần nhƣ bình thƣờng sau 72 giờ điều trị. Tác dụng chống viêm của nano bạc có thể có
liên quan tới khả năng giảm giải phóng cytokin, giảm sự thâm nhập của tế bào lympho
và tế bào mast, gây tự hủy các tế bào viêm. Hệ men matrix metalloproteinase (MMPs)
góp phần gây ra quá trình viêm và sự dƣ thừa của chúng có liên quan đến biểu hiện
loét mãn tính hơn là các vết thƣơng cấp, cho thấy MMPs góp phần cản trở sự tự lành
của vết loét. Miếng dán nano bạc giảm rõ rệt mức MMPs ở lợn và cải thiện, giúp
nhanh lành vết thƣơng, mặc dù chƣa xác định đƣợc cơ chế. Trong một nghiên cứu lâm
sàng trên 15 bệnh nhân, miếng dán nano bạc giúp nhanh lành của các vết loét ở chân.
Điều này cho thấy nano bạc không chỉ giảm số lƣợng tế bào viêm ở vết thƣơng mà còn
có đáp ứng chống viêm do làm giảm sự thâm nhập của bạch cầu trung tính (Chaloupka
K và cộng sự, 2010).
- Tác dụng chữa bỏng và làm lành vết thƣơng
Những thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên đã đánh giá khả năng làm lành vết
bỏng nhanh của miếng băng dán chứa nano bạc so với miếng dán chứa bạc
sulfadiazine. Nano bạc giúp giảm đáng kể thời gian làm lành vết thƣơng (trung bình
còn 3,35 ngày), đẩy lùi nhiễm khuẩn ở các vết bỏng bị nhiễm trùng và không thấy tác
4
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGUYỄN THỊ NHƢ THẢO
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ CÓ
HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT VÀ THỬ NGHIỆM
SỬ DỤNG TRONG TẨY RỬA BỀ MẶT TẠI 03 BỆNH VIỆN
TỈNH QUẢNG NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KHÁNH HÒA - 2020
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
NGUYỄN THỊ NHƢ THẢO
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ CÓ
HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT VÀ THỬ NGHIỆM
SỬ DỤNG TRONG TẨY RỬA BỀ MẶT TẠI 03 BỆNH VIỆN
TỈNH QUẢNG NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành: Công nghệ sinh học
Mã số: 60420201
Mã số học viên: 58CH302
Quyết định giao đề tài: 321/QĐ-ĐHNT ngày 27.3.2018
Quyết định thành lập HĐ:
Ngày bảo vệ:
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS. TS. VŨ NGỌC BỘI
TS. ĐẶNG XUÂN CƢỜNG
Chủ tịch Hội đồng:
Phòng Đào tạo Sau Đại học:
KHÁNH HÒA - 2020
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi đƣợc hoàn thành dƣới sự
tài trợ của đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp keo nano bạc từ dung
dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nƣớc lá sả làm chất kháng khuẩn tại các cơ
sở y tế ở Quảng Nam” do ThS. Lương Thị Tú Uyên - Trường Cao đẳng Kinh tế Kỹ
thuật Quảng Nam làm chủ nhiệm đề tài và đã đƣợc chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng
trong luận văn. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng
đƣợc công bố trong các công trình khác.
Khánh Hòa, ngày … tháng … năm …
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Nhƣ Thảo
iii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành Luận văn này,
Trƣớc hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Viện Công
nghệ Sinh học & Môi trƣờng và Khoa Sau đại học sự kính trọng, niềm tự hào đƣợc
học tập và nghiên cứu tại trƣờng trong những năm qua.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin đƣợc giành cho thầy PGS. TS. Vũ Ngọc Bội -
Trƣởng khoa Công nghệ Thực phẩm và TS. Đặng Xuân Cƣờng - Viện Nghiên cứu và
Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cám ơn ThS. Lƣơng Thị Tú Uyên - Trƣờng Cao đẳng Kinh tế Kỹ
thuật Quảng Nam, Chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp keo
nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch chiết nước lá sả làm chất kháng
khuẩn tại các cơ sở y tế ở Quảng Nam” đã tài trợ kinh phí, tận tình cùng với thầy
hƣớng dẫn giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần Nƣớc giải khát
Sanest Khánh Hòa đã tạo điều kiện và cho phép tôi đƣợc đi học để nâng cao trình độ.
Xin cám ơn quý thầy cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học & Môi trƣờng và
các cán bộ - phòng Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ - Viện Nghiên cứu và Ứng
dụng Công nghệ Nha Trang đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời
gian qua.
Đặc biệt, xin đƣợc ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp
luôn luôn tạo điều kiện, chia sẻ và kịp thời động viên tôi trong quá trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Khánh Hoà, ngày … tháng … năm …
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Nhƣ Thảo
iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iv
MỤC LỤC .......................................................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................ix
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................x
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................................xi
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ...........................................................................................xiv
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................... 3
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ ...............................................3
1.1.1. Giới thiệu về nano bạc và đặc tính kháng khuẩn của bạc .....................................3
1.1.2. Tổng quan về tinh dầu sả .......................................................................................9
1.2. CÁC CHỦNG VI SINH VẬT GÂY BỆNH TRÊN BỀ MẶT BỆNH VIỆN ........13
1.2.1. Escherichia coli ...................................................................................................13
1.2.2. Salmonella ...........................................................................................................14
1.2.3. Candida albican ..................................................................................................14
1.2.4. Staphylococcus aureus ........................................................................................ 14
1.2.5. Aspergillus niger .................................................................................................15
1.2.6. Vấn đề phòng trị bệnh vi sinh vật gây bệnh trên bề mặt tại bệnh viện ...............15
1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NANO BẠC .................................................16
1.3.1. Phƣơng pháp ăn mòn laze ...................................................................................16
1.3.2. Phƣơng pháp hoá học .......................................................................................... 16
1.3.3. Phƣơng pháp vật lý .............................................................................................. 17
1.3.4. Phƣơng pháp hoá lý ............................................................................................. 18
1.3.5. Phƣơng pháp sinh học ......................................................................................... 18
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TÍNH CỦA NANO BẠC ...................19
v
1.4.1. Phƣơng pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis) ......................................19
1.4.2. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) .........................................20
1.4.3. Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) ....................................................20
1.4.4. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD -X-Ray Difraction)......................................21
1.4.5. Phƣơng pháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X .......................................................... 21
1.5. PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH LƢỢNG VI SINH VẬT .................................................22
1.5.1. Phƣơng pháp định lƣợng E. coli ..........................................................................22
1.5.2. Phƣơng pháp định lƣợng Staphylococcus aureus ...............................................23
1.5.3. Phƣơng pháp định lƣợng Salmonella ..................................................................25
1.5.4. Phƣơng pháp định lƣợng nấm men và nấm mốc .................................................27
1.6. CƠ CHẾ KHỬ ION BẠC THÀNH NANO BẠC BẰNG DỊCH CHIẾT LÁ SẢ .28
1.7. THỰC TRẠNG NHIỄM KHUẨN BỆNH VIỆN ..................................................28
1.8. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG
DỊCH NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ......................29
1.8.1. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................................29
1.8.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nƣớc ........................................................................31
CHƢƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................ 35
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................................................35
2.1.1. Dung dịch AgNO3 ............................................................................................... 35
2.1.2. Dung dịch tinh dầu sả .......................................................................................... 35
2.1.3. Chất hỗ trợ PVA, PVP, Chitosan ........................................................................35
2.1.4. Các thiết bị chủ yếu sử dụng trong luận văn .......................................................36
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................36
2.2.1. Cách tiếp cận các nội dung nghiên cứu ............................................................... 36
2.2.2. Các phƣơng pháp phân tích vi sinh vật ............................................................... 38
2.2.2.1. Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả........ 38
2.2.2.2. Phƣơng pháp lấy mẫu vi sinh vật từ bề mặt của bệnh viện .............................. 38
2.2.2.3. Các phƣơng pháp định lƣợng vi sinh vật.......................................................... 39
vi
2.2.3. Phƣơng pháp chế tạo và đánh giá đặc tính hóa lý của dung dịch nano bạc sả ....39
2.2.3.1. Phƣơng pháp chế tạo dung dịch nano bạc sả ....................................................39
2.2.3.2. Phƣơng pháp đánh giá một số tính chất hóa lý của dung dịch nano bạc sả .....40
2.2.3.3. Xác định điện thế zeta ......................................................................................40
2.3. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................. 41
2.3.1. Xác định các thông số cho quá trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ..................41
2.3.2. Xác định độ ổn định của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản khi có
chất bảo vệ .....................................................................................................................41
2.3.3. Xác định khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả đối với 5 loại vi
sinh vật thƣờng gặp trên bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh
viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Nam. ..................................42
2.3.4. Thử nghiệm sử dụng dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - dịch chiết sả
chanh) trong làm sạch bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện
Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa của tỉnh Quảng Nam. ...................................42
2.4. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ......................................................................44
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................45
3.1. NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ .................................45
3.1.1. Xác định nồng độ PVA (Polyvinylalcohol 500) trong dung dịch nano bạc sả ...45
3.1.2. Xác định nồng độ PVP (Polyvinylpyrrolidone) trong dung dịch nano bạc sả ....46
3.1.3. Xác định nồng độ chitosan trong dung dịch nano bạc sả ....................................48
3.1.4. Ảnh hƣởng của PVA, PVP và chitosan đến sự hình thành dung dịch keo nano
bạc sả ............................................................................................................................. 50
3.1.5. Ảnh hƣởng của thời gian khuấy đến sự hình thành dung dịch nano bạc sả ........51
3.1.6. Ảnh hƣởng của thời gian bảo quản đến độ bền của dung dịch keo nano bạc sả ......53
3.2. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ TẠO DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ VÀ ĐÁNH
GIÁ THẾ ZETA CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ THEO THỜI GIAN BẢO
QUẢN ............................................................................................................................ 56
3.2.1. Đề xuất quy trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ................................................56
vii
3.2.2. Sự thay đổi của thế zeta của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản .....57
3.3. ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ .........58
3.4. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG VI SINH VẬT CỦA DUNG DỊCH NANO BẠC
SẢ ..................................................................................................................................61
3.5. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG DUNG DỊCH NANO BẠC SẢ TRONG LÀM SẠCH
BỀ MẶT PHÒNG ĐIỀU TRỊ BỆNH TẠI BỆNH VIỆN NHIỆT ĐỚI, BỆNH VIỆN Y
HỌC CỔ TRUYỀN VÀ BỆNH VIỆN ĐA KHOA TỈNH QUẢNG NAM .....................63
3.5.1. Bệnh viện Nhiệt đới ............................................................................................. 63
3.5.2. Bệnh viện Y học Cổ truyền .................................................................................66
3.5.3. Bệnh viện Đa Khoa ............................................................................................. 69
3.6. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KHỬ TRÙNG BỀ MẶT BỆNH VIỆN CỦA DUNG
DỊCH NANO BẠC SẢ QUA 04 LẦN THỬ NGHIỆM ...............................................72
3.6.1. Bệnh viện Nhiệt đới ............................................................................................. 72
3.6.2. Bệnh viện Y học cổ truyền ..................................................................................75
3.6.3. Bệnh viện Đa khoa .............................................................................................. 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................83
1. KẾT LUẬN ...............................................................................................................83
2. KIẾN NGHỊ ...............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 85
PHỤ LỤC
viii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
EDX : Energy-dispersive X-ray spectroscopy (Phƣơng pháp phổ tán xạ năng
lƣợng tia X)
SEM : Scanning Electron Microcope (Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét)
TEM : Transmission Electron Microscope (Phƣơng pháp kính hiển vi điện tử
truyền qua)
XRD : XRD -X-Ray Difraction (Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X)
Uv-Vis : Ultraviolet-Visible (Phƣơng pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến)
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
PVA : Polyvinylalcohol 500
PVP : Polyvinylpyrrolidone
MMPs : Hệ men matrix metalloproteinase
NKBV : Nhiễm khuẩn bệnh viện
TSB : Trypto-casein soy broth
MHA : Mueller Hinton Agar
A. niger : Aspergillus niger
S. aureus : Staphylococcus aureus
Candida : Candida albican
E. coli : Escherichia coli
CTS : Chitosan
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của tinh dầu sả C. citratus và sả C. nadus ...................10
Bảng 2.1. Điện thế zeta và tính chất ổn định của chất keo ............................................40
Bảng 3.1. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVA
với nồng độ khác nhau ...................................................................................................45
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVP
với nồng độ khác nhau ...................................................................................................47
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung
chitosan với nồng độ khác nhau ....................................................................................48
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của dung dịch nano bạc sả bổ sung PVA
với thời gian khuấy khác nhau.......................................................................................51
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá độ hấp thụ quang của các loại dung dịch keo nano bạc bổ
sung các chất tạo keo khác nhau theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng.................53
Bảng 3.6. Biến đổi thế zeta của dung dịch nano bạc sả theo thời gian bảo quản ..........57
Bảng 3.7. Đƣờng kính vòng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả ở các nồng
độ khác nhau ..................................................................................................................61
x
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tác động của ion bạc lên vi khuẩn ..................................................................6
Hình 1.2. Ion bạc vô hiệu hóa enzym chuyển hóa oxy của vi khuẩn .............................. 6
Hình 1.3. Ion bạc liên kết với các base của DNA (Atiyeh BS et al., 2007) ....................7
Hình 2.1. Sơ đồ dự kiến cách thức tiếp cận nội dung nghiên cứu chế tạo dung dịch
nano bạc sả.....................................................................................................................37
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Nhiệt đới ...............................................43
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Y học Cổ truyền....................................43
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình xử lý tại bệnh viện Đa khoa .................................................43
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ PVA đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................45
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của nồng độ PVP đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................47
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ chitosan đến sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung
dịch nano bạc sả .............................................................................................................49
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của các chất bảo vệ đến độ hấp thụ quang của ........................... 50
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................50
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của thời gian khuấy đến sự thay đổi mật độ quang của hỗn hợp
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................52
Hình 3.6. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc không bổ sung
chất tạo keo (SNP) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng ......................................53
Hình 3.7. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc bổ sung PVP
(SNP-PVP) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng..................................................54
Hình 3.8. Sự thay đổi độ hấp thụ quang của dung dịch keo nano bạc bổ sung PVA
(SNP-PVA) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng .................................................54
Hình 3.9. Sự thay đổi độ hấp thụ quang tƣơng đối của dung dịch keo nano bạc bổ sung
CTS (SNP-CTS) theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng .........................................55
Hình 3.10. Sơ đồ quy trình chế tạo dung dịch nano bạc sả ...........................................57
xi
Hình 3.11. Độ hấp thụ quang học của dung dịch đối chứng, AgNO3 và SNP .............58
Hình 3.12. Ảnh SEM hạt SNP .......................................................................................59
Hình 3.13. Ảnh TEM hạt SNP.......................................................................................59
Hình 3.14. Ảnh EDX và thành phần các nguyên tố xuất hiện ......................................59
Hình 3.15. Phổ XRD của SNP.......................................................................................60
Hình 3.16. Một số hình ảnh về hoạt tính kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả ở
các nồng độ khác nhau ..................................................................................................61
Hình 3.17. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 5 Bệnh viện Nhiệt đới của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................64
Hình 3.18. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 6 Bệnh viện Nhiệt đới của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................65
Hình 3.19. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt phòng Hồi sức Bệnh viện Nhiệt đới
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 66
Hình 3.20. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 9 Bệnh viện Y học Cổ truyền
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 67
Hình 3.21. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng 10 Bệnh viện Y học Cổ truyền
của dung dịch nano bạc sả ............................................................................................. 68
Hình 3.22. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng Khoa Nội Bệnh viện Y học Cổ
truyền của dung dịch nano bạc sả ..................................................................................69
Hình 3.23. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 1 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................70
Hình 3.24. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 2 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................71
Hình 3.25. Hiệu quả khử vi sinh vật trên bề mặt Phòng mổ 3 Bệnh viện Đa khoa của
dung dịch nano bạc sả....................................................................................................71
Hình 3.26. Thử nghiệm 1 Hình 3.27. Thử nghiệm 2............................. 73
Hình 3.28. Thử nghiệm 3 Hình 3.29. Thử nghiệm 4............................. 73
Hình 3.30. Thử nghiệm 1 Hình 3.31. Thử nghiệm 2 ............................. 74
Hình 3.32. Thử nghiệm 3 Hình 3.33. Thử nghiệm 4 ............................ 74
xii
Hình 3.34. Thử nghiệm 1 Hình 3.35. Thử nghiệm 2 ............................ 75
Hình 3.36. Thử nghiệm 3 Hình 3.37. Thử nghiệm 4 ............................ 75
Hình 3.38. Thử nghiệm 1 Hình 3.39. Thử nghiệm 2 ............................. 76
Hình 3.40. Thử nghiệm 3 Hình 3.41. Thử nghiệm 4 ............................. 76
Hình 3.42. Thử nghiệm 1 Hình 3.43.Thử nghiệm 2 .............................. 77
Hình 3.44. Thử nghiệm 3 Hình 3.45. Thử nghiệm 4 ............................. 77
Hình 3.46. Thử nghiệm 1 Hình 3.47. Thử nghiệm 2 ............................. 78
Hình 3.48. Thử nghiệm 3 Hình 3.49. Thử nghiệm 4 ............................. 78
Hình 3.50. Thử nghiệm 1 Hình 3.51. Thử nghiệm 2 ............................. 79
Hình 3.52. Thử nghiệm 3 Hình 3.53. Thử nghiệm 4 ............................. 79
Hình 3.54. Thử nghiệm 1 Hình 3.55. Thử nghiệm 2 ............................. 80
Hình 3.56. Thử nghiệm 3 Hình 3.57. Thử nghiệm 4 ............................. 80
Hình 3.58. Thử nghiệm 1 Hình 3.59. Thử nghiệm 2 ............................. 81
Hình 3.60. Thử nghiệm 3 Hình 3.61. Thử nghiệm 4 ............................. 81
xiii
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
1. Tên đề tài
“Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả có hoạt tính kháng vi sinh vật và thử
nghiệm sử dụng trong tẩy rửa bề mặt tại 03 bệnh viện tỉnh Quảng Nam”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Chế tạo đƣợc dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - tinh dầu sả chanh) có
hoạt tính kháng vi sinh vật để thử nghiệm ứng dụng trong tẩy rửa bề mặt phòng điều
trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa
của tỉnh Quảng Nam.
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật theo phƣơng pháp khuếch tán đĩa thạch.
- Đánh giá đặc tính hóa lý của dung dịch nano bạc sả
+ Xác định bƣớc sóng hấp thụ và độ ổn định của bạc trong dung dịch nano bạc sả
kháng vi sinh vật bằng phƣơng pháp quang phổ Uv-Vis, đo trên máy Uv-Vis,
Shimadzu, Nhật Bản.
+ Xác định hàm lƣợng Ag trong dung dịch nano bạc bằng phƣơng pháp phổ tán
sắc năng lƣợng tia X (EDX).
+ Xác định hình dạng, kích thƣớc và sự phân bố của hạt nano bạc bằng phƣơng
pháp SEM, TEM trên máy JEOL-JEM 1010, Japan.
+ Xác định các đặc trƣng cấu trúc của hạt nano bạc bằng phƣơng pháp nhiễu xạ
tia X (XRD).
+ Xác định độ bền dung dịch nano bạc sả bằng phƣơng pháp đo điện thế zeta.
- Định lƣợng vi sinh vật bằng các TCVN và phƣơng pháp công bố trên thế giới.
4. Kết quả nghiên cứu
Từ các kết quả nghiên cứu cho thấy chúng tôi đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu
thể hiện trong các kết quả nghiên cứu đạt đƣợc nhƣ sau:
1) Đã nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - tinh dầu
sả chanh) có nồng độ nano bạc 170 ppm và thu được một số thông số thích hợp cho
quá trình chế tạo dung dịch nano bạc sả như sau: Phối trộn dịch chiết lá sả chanh với
xiv
dung dịch AgNO3 1mM (AgNO3 99,9%) theo tỉ lệ 1:4; Chất bảo vệ thích hợp là PVA
(Polyvinylalcohol 500) và nồng độ PVA tối ưu cho quá trình tạo dung dịch keo nano
bạc sả là 0,3%; Sử dụng NaOH 0,1N điều chỉnh pH của dung dịch về pH = 7 và khuấy
có gia nhiệt hỗn hợp ở 400C trong 3 giờ với tốc độ khuấy 1000 vòng/phút. Thời gian ủ
dung dịch ở 400C là 24 giờ thu được dung dịch nano bạc sả.
2) Đã tiến hành khảo sát một số tính chất, hình thái, cấu trúc và độ ổn định của
dung dịch nano bạc sả đã chế tạo và nhận thấy hạt keo nano bạc sả có hình dạng hạt
đa dạng hình thái từ cầu tới thoi, có kích thước dao động từ 22,5-34,7 nm, hạt keo
nano bạc là một phức đa dạng nguyên tố, bao gồm Ag, Na, Mg, Al, Si, Cu, P, S, C và
dung dịch nano bạc sả đã chế tạo có độ ổn định cao, sau 150 ngày bảo quản dung
dịch vẫn không có hiện tượng keo tụ.
3) Đã tiến hành đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả
đối với 5 loại vi sinh vật (S. aureus, E. coli, C. albican, A. niger, Samonella) thường
gặp trên bề mặt phòng điều trị tại bệnh viện và nhận thấy dung dịch nano bạc sả đã
chế tạo có khả năng kháng 5 loại vi sinh vật kể trên, với mức độ như sau: đường kính
vòng kháng khuẩn trung bình của E. coli là 33,56 mm, S. aureus là 35,89 mm, Salmonella
là 45,78 mm, Candida là 43,33 mm và A. niger là 23,78 mm.
4) Đã tiến hành thử nghiệm phun dung dịch nano bạc sả để khử trùng trên bề
mặt các phòng điều trị bệnh tại các Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền,
Bệnh viện Đa khoa của tỉnh Quảng Nam và nhận thấy dung dịch nano bạc sả có hiệu
quả ức chế sự phát triển của 5 chủng vi sinh vật thường hiện diện trên bề mặt phòng
điều trị bệnh tại các Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền, Bệnh viện Đa
khoa của tỉnh Quảng Nam với mức độ làm giảm số lượng vi sinh vật sau 15 phút phun
khử trùng so với ban đầu khi chưa được xử lý như sau: E. coli giảm 50-100%; S.
aureus giảm 44-100%; Samonella giảm 43-100%; C. albican giảm 51-70%; A. niger
giảm 51-67%.
5. Kiến nghị
Qua quá trình nghiên cứu cho phép đề xuất các ý kiến nhƣ sau:
- Cần tiếp tục khảo sát thêm các thông số về tốc độ khuấy và nhiệt độ tối ưu cho
quá trình tạo dung dịch nano bạc sả.
xv
- Cần tiếp tục nghiên cứu đánh giá tính ổn định của dung dịch nano bạc sả trong
thời gian dài hơn thời gian đề tài đã thử nghiệm.
- Cần nghiên cứu lựa chọn thêm các dung dịch phối trộn để làm tăng khả năng
kháng vi sinh vật của dung dịch từ đó giúp tăng hiệu quả sử dụng của dung dịch.
6. Ý nghĩa của đề tài
Ý nghĩa khoa học của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là nguồn tài liệu bổ sung phục vụ cho nghiên cứu
về nano bạc, tinh dầu sả và các nghiên cứu ứng dụng nano bạc sả.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện quy
trình chế tạo dung dịch nano bạc sả có độ ổn định và hoạt tính kháng vi sinh vật cao
hơn, làm cơ sở cho việc sản xuất thành công dung dịch nano bạc sả sử dụng tẩy rửa bề
mặt thay thế các chất tẩy rửa hoá học.
* Từ khóa: Kháng vi sinh vật, Nano Ag+, tinh dầu sả
xvi
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nano bạc là dung dịch bao gồm các hạt bạc có kích thƣớc nano, khoảng từ 1-100
nanomet. Thông thƣờng kích thƣớc đo đƣợc khoảng 25 nanomet. Các hạt nano bạc có
diện tích mặt rất lớn giúp gia tăng tiếp xúc với vi khuẩn hoặc nấm vì thế dung dịch
nano bạc có hiệu quả diệt khuẩn ngay khi tiếp xúc.
Màng bảo vệ của tế bào vi khuẩn là một cấu trúc gồm các glycoprotein. Các ion
bạc đƣợc giải phóng ra từ bề mặt các hạt nano bạc có khả năng tƣơng tác với các nhóm
peptidoglican nằm trên màng tế bào vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào
bên trong tế bào vi khuẩn, dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Tế bào động vật đƣợc cấu trúc
bởi hai lớp lipoprotein có khả năng cho điện tử do đó không cho phép các ion bạc xâm
nhập, vì vậy tế bào hầu nhƣ không bị tổn thƣơng khi tiếp xúc với các ion bạc. Do vậy,
nano bạc hoàn toàn không gây hại đến con ngƣời và động vật. Hiện ở Việt Nam có
một số nhà khoa học ở Viện Công nghệ môi trƣờng - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu điều chế dung dịch nano bạc bằng phƣơng pháp
hóa học và điện hóa cũng nhƣ đánh giá nano bạc có khả năng kháng nhiều loại vi
khuẩn Gram (-) và Gram (+). Hiện ở nƣớc ta, nano bạc bắt đầu đƣợc ứng dụng trong
một số lĩnh vực nhƣ khử trùng nƣớc, khử trùng rau quả, … Trên thế giới, có nhiều sản
phẩm nano bạc đã đƣợc các tổ chức nhƣ FDA, EPA của Mỹ, SIAA của Nhật Bản
chính thức cho phép sử dụng để khử trùng trong y tế và đời sống. Hiện cũng có một số
sản phẩm nano bạc đƣợc nhập khẩu và sử dụng ở Việt Nam. Tuy vậy, so với thế giới
việc sử dụng nano bạc trong thực tế ở nƣớc ta còn khá khiêm tốn và hiện chỉ đƣợc sử
dụng trong một số lĩnh vực đời sống nhƣng chƣa đƣợc sử dụng trong y tế. Trong y tế,
hiện tại việc tẩy trùng bệnh viện chủ yếu là sử dụng dung dịch chlorine. Việc tẩy trùng
bằng dung dịch chlorine cũng nẩy sinh những hạn chế nhƣ mùi của dung dịch rất khó
chịu và dƣ lƣợng của chlorine cũng ảnh hƣởng đến sức khỏe. Từ thực tế trên, ngành y
tế đang đặt ra yêu cầu rất lớn về việc nghiên cứu sử dụng nano bạc để thay thế cho
dung dịch chlorine trong tẩy trùng bệnh viện. Để có thể triển khai dung dịch nano bạc
trong trong tẩy trùng bệnh viện cần có nghiên cứu đánh giá cụ thể về liều lƣợng nano
bạc phù hợp cho quá trình tẩy trùng tại bệnh viện. Mặt khác, để làm cho mùi của dung
dich nano bạc hấp dẫn cũng nhƣ tăng khả năng tẩy trùng, xu thế bổ sung một số loại
tinh dầu tự nhiên nhƣ tinh dầu chanh, tinh dầu sả, … vào dung dich nano bạc. Do vậy
cũng cần đánh giá hiệu quả của dung dịch nano bạc phối trộn với tinh dầu tự nhiên
trong tẩy trùng tại bệnh viện.
1
Theo Đỗ Tất Lợi, sả là cây dùng để chiết tinh dầu và các loài sả khác nhau thì
thành phần tinh dầu cũng khác nhau. Cây sả chanh (Cymbopogon flexuosus Stapf.) là
loại sả đƣợc trồng phổ biến ở miền Trung Việt Nam - đây là loại sả cho tinh dầu với
thành phần chủ yếu là xitrala làm cho tinh dầu có mùi chanh rất rõ. Tinh dầu sả chanh
có mùi thơm dịu nhẹ, có tính kích thích vào hệ thống cảm xúc của não bộ, giúp giảm
căng thẳng, bớt lo lắng, tinh chất sả còn đƣợc dùng để hỗ trợ để điều trị chứng mất ngủ
và giúp có giấc ngủ ngon hơn.
Do vậy, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Nam đã cho phép ThS. Lƣơng
Thị Tú Uyên - Trƣờng Cao đẳng Kinh tế Kỹ thuật Quảng Nam phối hợp với Viện
Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn
thiện quy trình tổng hợp keo nano bạc từ dung dịch AgNO3 bằng tác nhân khử dịch
chiết nƣớc lá sả làm chất kháng khuẩn tại các cơ sở y tế ở Quảng Nam”. Đƣợc sự tài
trợ từ nguồn kinh phí của đề tài trên và sự đồng ý của Hội đồng đánh giá đề cƣơng
luận văn thạc sĩ - Viện Công nghệ Sinh học và Môi trƣờng - trƣờng Đại học Nha
Trang, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả có hoạt tính
kháng vi sinh vật và thử nghiệm sử dụng trong tẩy rửa bề mặt tại 03 bệnh viện tại
Quảng Nam”.
Mục tiêu của luận văn
Chế tạo đƣợc dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc - dung dịch sả chanh)
có hoạt tính kháng vi sinh vật để thử nghiệm ứng dụng trong tẩy rửa bề mặt phòng
điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa
khoa của tỉnh Quảng Nam.
Nội dung của luận văn
1) Nghiên cứu chế tạo dung dịch nano bạc sả (dung dịch nano bạc – dung dịch
sả chanh).
2) Đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của dung dịch nano bạc sả đối với 5 loại
vi sinh vật thường gặp trên bề mặt phòng điều trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh
viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa tỉnh Quảng Nam.
3) Thử nghiệm sử dụng dung dịch nano bạc sả trong làm sạch bề mặt phòng điều
trị bệnh tại Bệnh viện Nhiệt đới, Bệnh viện Y học Cổ Truyền và Bệnh viện Đa khoa của
tỉnh Quảng Nam.
2
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU VỀ NANO BẠC VÀ TINH DẦU SẢ
1.1.1. Giới thiệu về nano bạc và đặc tính kháng khuẩn của bạc
a. Nano bạc
Nano bạc có một số đặc điểm sau:
Cấu hình electron của bạc: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
Bán kính nguyên tử bạc: 0,288 nm
Bán kính ion bạc: 0,23 nm
Bạc nano là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có những đặc tính sau:
- Tác dụng diệt khuẩn
Bạc là một tác nhân kháng khuẩn phổ rộng, có khả năng chống nấm men, nấm
mốc và vi khuẩn, gồm cả chủng Staphylococcus aureus kháng methicillin và Entercocci
kháng vancomycin (Atiyeh BS và cộng sự, 2007; Chaloupka K và cộng sự, 2010).
Nano bạc thể hiện tác dụng diệt khuẩn trên một lƣợng lớn các loài vi khuẩn,
những loài đƣợc nghiên cứu nhiều nhất là tụ cầu vàng Staphyllococcus aureus,
Escherichia coli, liên cầu tan máu Streptococcus, trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas
aeruginosa và phẩy khuẩn tả Vibrio cholerae. Ngoài ra tác dụng của nano bạc trên
nấm Candida albican và một số chủng virus cũng đã đƣợc nghiên cứu. Mẫu với S.
aureus nồng độ 3.000 khuẩn/đĩa bị diệt hoàn toàn bởi dịch keo bạc silica ở nồng độ 60
mg/l (Guangyin Lei, 2007; Shahverdi và cộng sự, 2007) đã chỉ ra rằng nano bạc đƣờng
kính 5 - 32 nm tăng tác dụng diệt khuẩn của nhiều loại kháng sinh nhƣ penicillin G,
amoxicillin, erythromycin, clindamycin và vancomycin trên Staphylococcus aureus và
Escherichia coli.
Một nghiên cứu khác của Nguyễn Nhƣ Lâm và cộng sự năm 2009 cho thấy
nồng độ diệt khuẩn tối thiểu của nano bạc với P. aeruginosa, S. aureus, E. coli lần lƣợt
là 100 mg/l; 12,5 mg/l; 3,125 mg/l sau 2 giờ tiếp xúc. Nano bạc do viện Công nghệ
môi trƣờng điều chế đã đƣợc sử dụng để nghiên cứu đánh giá khả năng diệt khuẩn đối
với một số chủng vi khuẩn phân lập từ các bệnh phẩm của bệnh nhân mắc bệnh tả. Số
3
liệu thực nghiệm chỉ ra rằng sau 15 phút tiếp xúc với môi trƣờng chứa nano bạc nồng
độ 1,0 mg/l, tất cả 3 chủng Vibrio cholerae 3184, 3214, 3252 đã bị tiêu diệt. Nồng độ
nano bạc tối tiểu cho phép tiêu diệt 99,99% vi khuẩn đƣợc xác định là 0,25 mg/l với
thời gian tiếp xúc là 60 phút (Trần Thị Ngọc Dung và cộng sự, 2009).
- Tác dụng chống nấm
Nano bạc có tác dụng chống nấm nhanh và hiệu quả trên nhiều loài phổ biến
nhƣ Aspergillus, Candida và Saccharomyces (Wright JB, 1999). Nano bạc kích thƣớc
13,5 ± 2,6 nm còn hiệu quả trong diệt nấm men phân lập từ vú bò bị viêm (Kim JS và
cộng sự, 2007).
- Tác dụng chống viêm
Nhiều nghiên cứu khoa học đã làm sáng tỏ cơ chế chống viêm của nano bạc.
Trong một nghiên cứu sử dụng 1, 2 - dinitrochlorobenzen làm tác nhân gây viêm da ở
lợn. Mô bệnh học cho thấy biểu mô lợn đƣợc dán băng dán tẩm nano bạc và bạc nitrat
gần nhƣ bình thƣờng sau 72 giờ điều trị. Tác dụng chống viêm của nano bạc có thể có
liên quan tới khả năng giảm giải phóng cytokin, giảm sự thâm nhập của tế bào lympho
và tế bào mast, gây tự hủy các tế bào viêm. Hệ men matrix metalloproteinase (MMPs)
góp phần gây ra quá trình viêm và sự dƣ thừa của chúng có liên quan đến biểu hiện
loét mãn tính hơn là các vết thƣơng cấp, cho thấy MMPs góp phần cản trở sự tự lành
của vết loét. Miếng dán nano bạc giảm rõ rệt mức MMPs ở lợn và cải thiện, giúp
nhanh lành vết thƣơng, mặc dù chƣa xác định đƣợc cơ chế. Trong một nghiên cứu lâm
sàng trên 15 bệnh nhân, miếng dán nano bạc giúp nhanh lành của các vết loét ở chân.
Điều này cho thấy nano bạc không chỉ giảm số lƣợng tế bào viêm ở vết thƣơng mà còn
có đáp ứng chống viêm do làm giảm sự thâm nhập của bạch cầu trung tính (Chaloupka
K và cộng sự, 2010).
- Tác dụng chữa bỏng và làm lành vết thƣơng
Những thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên đã đánh giá khả năng làm lành vết
bỏng nhanh của miếng băng dán chứa nano bạc so với miếng dán chứa bạc
sulfadiazine. Nano bạc giúp giảm đáng kể thời gian làm lành vết thƣơng (trung bình
còn 3,35 ngày), đẩy lùi nhiễm khuẩn ở các vết bỏng bị nhiễm trùng và không thấy tác
4